Способ исследования необсаженных скважин

Способ исследования необсаженных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

° Ика®1 и ув ййава фф

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсиин

Социалистииесиик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.76 (21) 2307384/25 с присоединением заявки № фЗ) Приоритет (43) Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13 (45) Дата опубликования описания 11.07.77 (S1) М. Кл.

G 01 Ч 1/40

Гасударствеииа и квинтет

CoIsTR Мнинатраа СССР аа делая изабретеннй н аткрытий

//Е 21 В 47/00 (53) УДК 550.834;,б22.241 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. У. Ишмухаметов, А. А. Красильников, Г. М. Перцев и И. Г. Жувагин

Всесоюзный научно- исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к способам геофизических исследований в сважинах, а более конкретно к способам акустического каротажа на отраженных волнах.

Известен способ расчленения разреза по коэффициенту отражения ультразвуковых импульсов от пород, пересеченных скважиной. Способ заключается в выделении и регистрации амплитуды отраженного сигнала при сканировании стенки скважины ультразвуковыми импульсами. При этом регистрируют максимальную амплитуду отраженного сигнала, выделенную за время одного или нескольких оборотов преобразователя. Полученные кривые используют для литологического расчленения разреза по отражательной. способности пород (1l

Наиболее близким к изобреитптю техническим решением является способ,заклю йюшийся s сканировании стенки скважины ультразвуковыми импульсами постоянной амплитуды, приеме отраженных сигналов, усреднении амплитуды этих mrпалов за время одного или трех оборотов скали» рующего преобразователя и последующей регистрации усредненного сигнала в функции глубины (21.

Недостатком этих способов является зависимость амплитуды отраженного сигнала не только от коэффициента отражения пород, но и от геометрических размеров скважины и затухания ультразвука в жидкости, заполняющей скважину. Поэто. му кривая, зарегистрированная по вышеописанным способам, не отражает однозначно изменения коэффициента отражения пород, и при интерпретации могут быть сделаны ошибочные выводы.

Целью изобретения является обеспечение лито1О логического расчленения разреза по акустическим свойствам пород, а также выделение интервалов притока жидкости или газа в скважину.

Поставленная цель достигается следующим способом. При сканировании стенки скважины ультра1а звуковыми импульсами вместе со скважинным прибором перемещают по стенке скважины две мишени с известными акустическими сопротивлениями, подвергают нх воздействию ультразвуковыми импульсами, за и оборотов преобразователя чо вьщеляют максимальные амплитуды отраженных от мишеней и породы сигналов, автоматически поддерживают постоянной амплитуду сигнала, отраженного от первой мишени, и по соотношению сигналов, отраженных от породы, первой и второй аа мишеней определяют коэффициент отражения и

553561 акустическое сопротивление пород и скважинной жидкости.

При осуществлении способа материал мишени

И 1 выбирают таким, чтобы коэффициент отражения от нее был близок к 1 во всем диапазоне изменения акустических свойств скважинной жидкости. Коэффициент отражения от мишени Х 2 выбирают значительно ниже.

Акустические свойства пород и скважинной

Мсй)11<ости определяют при решении уравнений:

-А "м» (l)

n n д

JA g

1+ A .1 — Am (2) "а "1- А д 4» А,„

7 R "

»+ дда г 1

I где Кп — коэффициент отражения от породы, Km — коэффициент отражения от мишени

Ао — амплитуда сигнала, отраженного от породы;

Am — амплитуда сигнала, отраженного от мишени Х 1.

R jj — акустическое сопротивление породы;

Rm — акустическое сопротивление материала мишени ь 2.

Ап1 — амплитуда сигнала отраженного от ьп»шени И 2;

R — акустическое сопротивление жидкости в стволе скважины.

Полученные значения Кп, Кп „8, регистрируются н виде кривых в функции глубины. уравнения (1,2,3) получены из следующих условий, Амплитуда принятого отраженного от породы сигнала определяется выражением: где,"А, — амплитуда излучеиного ультразвукового импульса; а — коэффициент затухания ультразвуковых импульсов в жидкости, заполняющей ствол скважины.

ЬХ вЂ” путь„пройденный ультразвуковым импульсом от преобразователя до стенки скважины и обратно, На стенке скважины расположены две мишени, изготовленные из материалов с известными акустическими сопротивлениями (соответственно Rm u

Rm,). Принимаем однаковым расстояние от преобразователя до породы и мишени.

Амплитуда сигнала отраженного от мишени Р 1, равна дС 44 Х(5) Будем автоматически поддерживать Am на постоянном уровне. (6) — сьх А„„

П1»

Тогда: А 6 о К (7)

5 т.

Так как используется один преобразователь, то:

A -„K тi (8) K А, и »

А к (9)

Известно, что коэффициент отражения зависит от соотношения акустических сопротивлений соприкасающихся сред.

Коэффициент отражения от породы равен

Я вЂ” и R„ Ч (10) Акустическое сопротивление среды определяет20 ся как произведение плотности среды на скорость распространения в ней акустических волн.

После преобразования формулы (10) получим:

1» К ч =я. (11) о

Для определения R, используем сигнал, отраженный от мишени N 2.

По аналогии с формулами (9) и (11) получим: (l 2) Кт в А

1+К и = и п а о а (13) 1-К „

ОтсюДа: о то (< 4)

2 .1+ 1»

46 с учетом формулы (12) 1 А . Km» R = R . 4 () .1+, К„

И-1

Подставив (15) и (9) в (11),получим:

К .1+ A„ пз

m, д Ат» и и

-1 + А +» 1-А ". » (16) п„

Так как Am = пост., Km 1, выражения (9), (1$) ,р (16) упростятся:

Х = СА, (17) 553561

-1 — С А, 9, =)l о гг1, (д т (19) Pt1 g

К

А, где (20) (2l) (22) 1

V =— (24) Тираж

ПИИИПИ Заказ 191/39

П одни сное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

При C= 1 уравнения (17,18,19) примут вид:

Так как й„„задано, а величины Ап и Агп, измереа ны, можно вычислить К„, R„, Ro. Вместо акустических сопротивлений можно регистрировать обратные им величины акустической проводимости: где V0, ׄ— акустические проводимости соответственно скважинной жидкосги и породы.

Предлагаемый способ может быть реализован, например, следунлцим образом.

В скважинном приборе расположен пьезокерамический преобразователь, вращаклцийся вокруг оси прибора и возбуждаемый от генератора импульсов возбуждения. Импульсы ультразвука проходят к стенке скважины через акустически прозрачную перегородку. Напротив излучателя на стенке скважины расположены две мишени, перемещающиеся по скважиие одновременно с прибором. Их можно, например, расположить на центраторе. Отраженные сигналы принимаются тем же преобразователем, усиливаются, детектируются и передаются на поверхность по кабелю. Распределение сигналов по каналам синхронизировано с вращением преобразователя, Сигнал с мишени И 1 сравнивается с эталонным напряжением, .а раэность этих напряжений подается на регулятор усиления в глубинном приборе так, чтобы величина отраженного сигнала от мишени г1а 1 была постоянной. За и оборотов вьщеляют максимальные сигналы от породы и мишени

У 2 (например, пиковым детектором) . Эти максимальные сигналы подаются в решающее устройство, на выходе которого получают значения козффициеита От1ижения, акустических сопротивлений породы и жидкости или их акустические проводимости.

Полученные значения регистрируют и функции глубины.

Регистрация кривых акустических сопротивлений (или проводимости) и коэффициента отражения от породы дозволяет более детально расчленить разрез, особенно в случае переслаивания тонких пластов. Регистрация акустического сопротивления

1р (или прОВОдимОсти) скважиниой жидкости позволяет вьщелять интервалы притока газа или пластовой жидкости в скважину.

Формула изобретения

1. Способ исследования необсаженных скважин, основанный на приеме отраженных сигналов при сканировании стенки заполненной жидкос гью сква29 рошы ультразвуковыми имульсами от вращающегося преобразователя во время перемещения скважинного прибора и регистрации полученных параметров в функции глубины, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью литологического расчленения

;аб разреза по акустическим свойсгвам пород. вместе со скважинным прибором перемещают но стенке скважины две мишени с известными акустическими сопротивлениями, лодвергаюг их воздействию ультразвуковыми импульсами, за и оборотов преоб30 разователя выделяют максимальные амплитуды отраженных от мишеней и пороль сигналов, автоматически поддерживают постоянной амплитуду сигнала отраженного от первой мишени, и по соотношению амгглитуд сигналов отраженных от породы

55 первой и второй мишеней, определяют коэффициент отражения от породы и ее акустические сопротивления или акустическую проводимость в фуш<ции глубины, по которым судят о литологическом расчленении разреза скважины.

4О 2. Способ по и. l, отличающийся тем, что, с целью выделения интервалов притока жидкости или газа в скважину, отражс|шые второй мишенью сигналы используют для определения акустического сог111отивления скважинной жидкости или ее акустической проводимости в функции глубины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СШЛ N 3724589 кл. G 01 V 1/22, опубликованный в 1969 г. . Патент Великобритании К 1 I 9336 кл. 6 01 V

1/40,опубликованный в 1968 г. (прототип) .